什么是異步？為什么要用它？

異步編程提供了一個(gè)非阻塞的，事件驅(qū)動的編程模型。 這種編程模型利用系統(tǒng)中多核執(zhí)行任務(wù)來提供并行，因此提供了應(yīng)用的吞吐率。此處吞吐率是指在單位時(shí)間內(nèi)所做任務(wù)的數(shù)量。 在這種編程方式下， 一個(gè)工作單元將獨(dú)立于主應(yīng)用線程而執(zhí)行， 并且會將它的狀態(tài)通知調(diào)用線程：成功，處理中或者失敗。

我們需要異步來消除阻塞模型。其實(shí)異步編程模型可以使用同樣的線程來處理多個(gè)請求， 這些請求不會阻塞這個(gè)線程。想象一個(gè)應(yīng)用正在使用的線程正在執(zhí)行任務(wù)， 然后等待任務(wù)完成才進(jìn)行下一步。 log框架就是一個(gè)很好的例子：典型地你想將異常和錯(cuò)誤日志記錄到一個(gè)目標(biāo)中， 比如文件，數(shù)據(jù)庫或者其它類似地方。你不會讓你的程序等待日志寫完才執(zhí)行，否則程序的響應(yīng)就會受到影響。 相反，如果對log框架的調(diào)用是異步地，應(yīng)用就可以并發(fā)執(zhí)行其它任務(wù)而無需等待。這是一個(gè)非阻塞執(zhí)行的例子。

為了在Java中實(shí)現(xiàn)異步，你需要使用Future 和 FutureTask, 它們位于java.util.concurrent包下. Future是一個(gè)接口而FutureTask是它的一個(gè)實(shí)現(xiàn)類。實(shí)際上，如果在你的代碼中使用Future, 你的異步任務(wù)會立即執(zhí)行， 并且調(diào)用線程可以得到結(jié)果promise。

下面的代碼片段定義了一個(gè)包含兩個(gè)方法的接口。 一個(gè)是同步方法，另外一個(gè)是異步方法。

import java.util.concurrent.Future;

public interface IDataManager {

// synchronous method

public String getDataSynchronously();

// asynchronous method

public Future<String> getDataAsynchronously();

}

值得注意的是回調(diào)模型的弊端就是當(dāng)回調(diào)嵌套時(shí)很麻煩。

該做和不該做的

為了方便測試， 你應(yīng)該在代碼中將功能從多線程中隔離出來。當(dāng)在Java中編寫異步代碼時(shí)，你應(yīng)該遵循異步模型，這樣調(diào)用線程就不會被阻塞。

注意構(gòu)造函數(shù)不能是異步的，你不應(yīng)該在構(gòu)造函數(shù)中調(diào)用異步方法。當(dāng)任務(wù)互相不依賴時(shí)異步方式尤其有用。當(dāng)調(diào)用任務(wù)依賴被調(diào)用任務(wù)時(shí)不應(yīng)該使用異步(譯者按：這對異步來說無意義，因?yàn)闃I(yè)務(wù)上調(diào)用線程被阻塞了).

你應(yīng)該在異步方法中處理異常. 你不應(yīng)該為長時(shí)間的task實(shí)現(xiàn)異常. 一個(gè)長時(shí)間運(yùn)行的任務(wù)，如果異步執(zhí)行的話, 可能會比同步執(zhí)行耗費(fèi)更長的時(shí)間， 因?yàn)檫\(yùn)行時(shí)要為異步執(zhí)行的方法執(zhí)行線程上下文的切換， 線程狀態(tài)的存儲等. 你也應(yīng)該注意同步的異常和異步的異常有所不同。 同步異常暗示 每次程序執(zhí)行到那個(gè)程序特殊狀態(tài)時(shí)就會拋出異常；異步異常的跟蹤則困難的多。所以同步和異步異常暗示同步或異步代碼可能拋出異常(synchronous and asynchronous exceptions imply synchronous or asynchronous code in your program that might raise exceptions.)。

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總結(jié)

異步對于設(shè)計(jì)大規(guī)模快速響應(yīng)的應(yīng)用是至關(guān)重要的。異步回調(diào)模型帶來了很多的好處；你可以依賴你的異步回調(diào)方法來執(zhí)行昂貴的I/O操作而你的處理器可以執(zhí)行其它任務(wù)。然而雖然在Java和C#中提供了異步的支持，異步編程并不總是那么容易實(shí)現(xiàn)。異步方式的使用要謹(jǐn)慎: 你應(yīng)該清楚什么時(shí)候可以用和什么時(shí)候不該用。

本文中我們介紹了異步編程的概念， 以及使用Java編程需要怎么去實(shí)現(xiàn). 本文也列出了使用異步編程的最佳實(shí)踐。謝謝閱讀。

譯者增加的內(nèi)容

Java 7中提供了Fork/Join框架， 可以將一個(gè)大的task分割成很多可以并行執(zhí)行的小task。Java 8中parallelStream內(nèi)部利用Fork/Join執(zhí)行并發(fā)操作。

Reactive Extensions for .NET提供了異步和基于事件編程框架， Java中對應(yīng)的是Netflix的RxJava,你可以使用它實(shí)現(xiàn)CQRS和Event Sourcing模式。

Akka提供了一個(gè)分布式的，容錯(cuò)的，事件驅(qū)動的框架， 可以實(shí)現(xiàn)異步的分布式的編程。

還有Spring的reactor也提供了高性能的事件驅(qū)動的異步框架。

像Node.js天生支持異步編程模式， 其它語言如golang使用 goroutines 和 channels.也很容易實(shí)現(xiàn)異步。

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